KR100455369B1 - 이온 주입 설비의 전력공급 장치 및 신호전달방법 - Google Patents

이온 주입 설비의 전력공급 장치 및 신호전달방법 Download PDF

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Abstract

보수 및 유지의 어려움을 향상시킬 수 있는 반도체 제조공정에 이용되는 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법에 관하여 개시한다. 이를 위하여 본 발명은, 메인 파워부(Main power)와, 터미널 파워부(Terminal power)와, 그라운드 파워부(Ground power)를 포함하여 구성되는 이온주입 설비의 전력공급장치의 신호 전달 방법에 있어서, 상기 메인 파워부와, 터미널 파워부와, 그라운드 파워부는 광센서를 구비하고, 상기 광센서를 이용하여 신호를 서로 송신 또는 수신하는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부의 신호 전달 방법을 제공한다.

Description

이온주입 설비의 전력공급장치 및 신호전달 방법.
본 발명은 반도체 제조공정에 사용되는 설비에 관한 것으로, 상세하게는 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내에서 신호 전달 방법에 관한 것이다.
1기가 디램(1 giga DRAM)의 개발을 완료하고 256M의 양산이 현실화되고 있는 최근의 고접적화된 반도체 제조공정에 있어서, 이온주입에 의한 불순물 영역의 형성공정 또한 대단히 중요한 기술이 되고 있다. 이러한 이온주입 공정에서 사용하는 설비는 수십에서 수백 KeV에 해당하는 고전압을 사용하고 있다. 이러한 고전압은 일반적으로 이온주입 설비 내에 있는 전력공급장치 내에서 제어(control)되는데, 통상 이온주입 설비의 전력공급 장치 내부에는 장소에 따라 수백 KeV의 전위차가 발생하게 된다. 따라서, 높은 전위차가 발생하는 전력공급 장치 내부에 전기적인 회로를 내장하여 신호를 전달하기에는 피복의 경화 및 강한 전장(Electrical Field)에 의한 잡음(Noise)에 의해 절연파괴의 문제 등이 있어서 현실적으로 불가능한 실정이다.
도 1은 종래 기술에 의한 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 이온주입 설비의 전력공급장치는 크게 메인 파워부(main power, 1)와, 터미널 파워부(terminal power, 2)와, 그라운드 파워부(ground power, 3)로 구성된다. 여기서, 상기 메인 파워부(1)와 터미널 파워부(2) 사이에는 통상 80000V 이상의 고전압이 걸리기 때문에 상호 누설전류가 발생하지 않도록 절연이 필요하다. 이러한 전위가 다른 위치에 있는 부품의 동작 유무를 확인하는 시스템은 필연적으로 누설 전류가 발생하지 않는 절연 방식을 채용하여 설계되어야 한다. 즉 종래 기술에 있어서는 이러한 신호 전달을 메인 파워부(1)와 터미널 파워부(2) 및 그라운드 파워부(3) 사이에 거미줄처럼 복잡하게 연결되어 있는 공기관(5)에 의존하여 행하여 졌다. 따라서, 전기적인 신호를 기계적인 신호인 공기압으로 전환은 솔레노이드 밸브(solenoid valve, 6)에 의하여 이루어지고, 기계적인 신호인 공기압을 전기적인 신호로 전환시켜 주는 것은 프레셔 스위치(pressure switch, 7)에 의하여 수행되었다. 즉, 메인 파워부(1)와, 터미널 파워부(2)와, 그라운드 파워부(3) 사이의 신호의 전달은 공기관(5)을 통하여 전달되는 공기압으로 송신 및 수신을 하게 된다. 도면에서 참조부호 4는 터미널 파워부(2)를 절연시키기 위한 애자와 같은 절연체를 나타내고, 10은 이온주입 설비의 문이 열려 있으면 전원 공급을 차단시키는 도어 인터락 스위치(door interlock switch)를, 11은 전기적인 신호를 받아 접점을 연결해주는 릴레이(relay)를, 12는 푸시버튼 스위치(push button switch)를 각각 가리킨다.
여기서, 전기적인 신호를 굳이 기계적인 신호로 전환하여 송수신을 하는 이유는 상술한 바와 같이 메인 파워부(1), 터미널 파워부(2) 및 그라운드 파워부(3) 사이에는 수백 KeV의 고전압이 흐르는 관계로 전선(wire)을 사용하여 신호를 전달할 경우, 전선을 감싸는 피복이 절연 파괴되어 쉽게 고장이 나고, 또한 수백 KeV의 높은 전장 조건에서 발생하는 잡음(Noise)의 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 메인 파워부(1)와 터미널 파워부(2)와 그라운드 파워부(3)간의 신호의 전달은 상술한 문제에 영향을 받지 않는 공기압을 사용하여 신호를 주고받고 있다.
그러나 상술한 종래의 이온주입 설비의 전력공급장치에 있어서의 문제점은, 공기관이 열화에 의하여 파손되어 공기압이 누출되는 경우에, 이를 유지 보수하기가 대단히 어려운 문제점과, 공기관이 오염되어 절연 파괴가 생기는 경우에는 주변 부품까지 손상되는 문제점이 종종 발생한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 신호 전달의 수단을 공기압 대신에 광센서로 대치하여 파괴 및 고장으로 인한 유지 및 보수의 어려움을 없애고, 안정된 신호를 서로 송수신할 수 있는 이온주입 설비의 전력공급장치 내의 신호 전달 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 신호 전달 방법을 실현할 수 있는 이온주입 설비의 전력공급장치를 제공하는데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 메인 파워부(main power)와, 터미널 파워부(terminal power)와, 그라운드 파워부(Ground power)를 포함하여 구성되는 이온주입 설비의 전력공급장치의 신호 전달 방법에 있어서, 상기 메인 파워부, 터미널 파워부 및 그라운드 파워부는 광센서를 구비하고, 상기 광센서를 이용하여 신호를 서로 송신 또는 수신하는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치 내의 신호 전달 방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 광센서는 발광센서와 수광센서로 이루어진 것을 사용하고, 수광센서는 3접점 릴레이를 포함하는 것을 사용하는 것이 적합하다.
상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, (a) 발광센서, 수광센서 및 이를 연결하는 회로를 포함하는 메인 파워부와, (b)도어 인터락(door interlock) 스위치, 발광센서 및 이를 연결하는 회로를 포함하는 그라운드 파워부와, (c) 상기 메인 파워부 및 그라운드 파워부와 절연이 되는 절연체로 지지되면서 광신호를 서로 송수신하도록 구성되고, 발광센서, 수광센서 및 이를 연결하는 회로를 포함하는 터미널 파워부를 구비하는 것을 특징으로 이온주입 설비의 전력공급장치를 제공한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 메인 파워부의 수광센서와 발광센서는 푸시버튼(push button) 스위치에 의해 서로 연결되고, 이러한 푸시버튼 스위치는 한번 신호를 주면 수신된 신호를 계속 유지하는 레치회로(latch circuit)를 포함하여 구성되는 것이 적합하다.
또한, 모든 수광센서는 3접점 릴레이를 포함하고 있는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 터미널 파워부는 메인 파워부로부터 신호를 수신할 수 있는 제1 수광센서와, 그라운드 파워부로부터 신호를 수신할 수 있는 제2 수광센서를 갖는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 상기 메인 파워부의 수광센서와 터미널 파워부의 제2 수광센서는 독립된 전원을 갖고 운용되는 것이 적합하고, 터미널 파워부의 절연체는 사기(ceramic)를 사용한 애자인 것이 적합하다.
또한, 상기 메인 파워부, 터미널 파워부 및 그라운드 파워부의 광센서는 외부로 돌출 되게 구성되어 광을 서로 송수신할 수 있도록 구성된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 이온주입 설비의 전력공급장치에서 신호의 전달을 광을 이용한 센서를 이용하여 송수신함으로써 신호의 정확한 전달 및 유지(operation), 보수(maintenance)의 어려움을 없앨 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
먼저, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 이온주입 설비의 전력공급장치의 구조적인 특징을 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 전력공급장치는 크게 외부의 상전이 입력되어 설비의 각 구역으로 전원을 분배하는 역할을 하는 메인 파워부(10)와, 메인 파워부(10)의 전원을 중간 단계에서 분배하는 역할을 하는 터미널 파워부(20)와, 메인 파워부(10)로부터 전원을 받아서 그라운드 파워부(30)의 자체의 각부분으로 전원을 분배하는 역할을 하는 그라운드 파워부(30)로 구성된다. 여기서, 상기 메인 파워부(10)와 터미널 파워부(20) 사이에는 80000V 이상의 고전압이 걸려 있으며 높은 전위차를 갖는 전선이 서로 거미줄처럼 복잡하게 연결(미도시)되어 있다. 따라서, 터미널 파워부는 메인 파워부(10) 및 그라운드 파워부(30)와의 절연을 위하여 사기(ceramic)와 같은 애자로 만들어진 절연체(40)에 의해 지지된다.
상기 메인 파워부(10)는 다시 발광센서(60A)와 수광센서(70A)와 이를 연결하는 회로로 구성되어 있다. 회로의 임의 영역에는 상기 수광센서(70A)와 발광센서(60A)를 연결하는 푸시버튼(push button, 100)이 구성되어 외부의 신호를 입력받을 수 있도록 되어 있다. 이러한 푸시버튼(100)은 레치회로(latch circuit)를 포함하여 구성하여 외부로부터 한번 입력된 신호를 계속 유지할 수 있다.
상기 터미널 파워부(20)는 제1 및 제2 수광센서(70B, 70C)와 한 개의 발광센서(60B) 및 이를 연결하는 회로로 구성되어 있다. 상기 제1 수광센서(70B)는 메인 파워부(10)에서 신호를 수신하도록 구성된 센서이며, 상기 제2 수광센서(70C)는 그라운드 파워부(30)로부터 신호를 수신하도록 구성된 센서이다. 여기서, 상기 메인 파워부의 수광센서(70A)와 터미널 파워부의 제2 수광센서(70C)는 독립된 12V의 전원을 갖도록 구성되어 외부로부터 별도의 전원공급이 없이도 작동이 가능하도록 구성되었다. 또한 상기 제1 수광센서(70B)와 발광센서(60B)를 연결하는 회로는 릴레이(90)를 경유하여 그라운드 파워부(30)로부터 신호를 수신하는 제2 수광센서(70C)와 연결된다. 본 발명에서 사용하는 모든 수광센서(70)는 각각 3 접점 릴레이(50)를 자체 내에 포함하고 있는데 이것은 신호를 감지할 때, 접점을 바꾸도록 되어 있다.
또한, 상기 그라운드 파워부(30)는 도어 인터락 스위치(door interlock switch, 80)와 터미널 파워부(20)로 신호를 보낼 수 있는 한 개의 발광센서(60C) 및 이를 연결하는 회로로 구성된다. 여기서 도어 인터락 스위치(80)는 이온 주입 설비의 문에 열려진 경우에 전원을 차단시키는 기능을 수행하는 스위치이다. 상술한 전력공급장치의 구성에 있어서, 모든 수광센서(70) 및 발광센서(60)은 전달 매개체인 빛을 차단할 수 있는 차폐물이 중간에 있어서는 않되며, 수광센서(70)와 발광센서(60)와 같은 광센서는 메인 파워부(10), 터미널 파워부(20) 및 그라운드 파워부(30)의 외부로 돌출되도록 구성하어야만 차폐물의 제거가 가능하다.
이어서, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 이온주입 설비의 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법을 설명한다.
상기 메인 파워부(10)에서 신호를 송신하고 이를 다시 수신하는 신호 전달 경로를 설명하면, 메인 파워부(10)의 래치형 푸시버튼(100)을 눌러서 신호를 터미널 파워부(20)로 송신한다. 그러면, 메인 파워부(10)의 발광센서(60A)는 전원을 공급받아서 동작되고, 이 신호를 터미널 파워부(20)의 제1 수광센서(70B)가 수신하게 된다. 이때, 상기 제1 수광센서(70B)의 3접점 릴레이(50)는 수신과 동시에 접점의 상태를 변환시켜 K4 릴레이(90)를 통하여 제2 수광센서(70C)가 그라운드 파워부(30)로부터 신호를 수신할 수 있는 준비상태로 만든다. 이어서, 그라운드 파워부(30)의 발광센서(60C)는 도어 인터락 스위치(80)와 연결되어 터미널 파워부(20)의 제2 수광센서(70C)로 신호를 보내면, 제2 수광센서는 자체의 12V 전원을 가동시켜 이 신호를 제2 수광센서(70C) 및 발광센서(60B)와 연결된 회로를 통하여 터미널 파워부(20)의 발광센서(60B)로 보낸다. 상기 발광센서(60B)는 다시 이 신호를 메인 파워부(10)의 수광센서(70A)로 송신함으로써 푸시버튼(push button, 100)을 놓아도(off) 전원을 계속 발광센서(60A)에 공급할 수 있게 된다. 이러한 신호는 터미널 파워부(20)와 그라운드 파워부(30)를 경유하여 다시 메인 파워부(10)로 피이드백(feedback) 되어 상호 온(on) 상태를 유지하게 된다.
따라서, 본 발명에 의한 신호의 전달에서는 전위가 다른 구역에서 다른 구역으로 신호를 전달할 때, 전선이나 공기관과 같은 물리적인 매체의 연결없이 빛을 이용한 광센서를 통하여 이루어지기 때문에 절연이 파괴되어서 유지(operation) 및 보수(maintenance)에 문제가 될 만한 근원이 없다. 또한 광센서가 고장이 날 경우에도 센서 자체만 교환하면 되기 때문에 종래와 같이 거미줄처럼 얽혀 있는 공기관 배관을 찾아서 교환해야 하는 보수(maintenance)의 어려움을 없앨 수 있기 때문에 장비의 가동 효율이 현저하게 향상된다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속한 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
당 명세서에서 말하는 광센서는 가장 넓은 의미로 사용되고 있으며, 포토 센서와 같은 특정 센서만을 한정하는 것이 아니다. 따라서, 광을 이용한 센서를 이온주입 설비의 전력공급장치의 각 구역간에 신호를 교환하는 수단으로 구성하는 경우는 본 발명이 추구하는 목적 및 수단과 동일하고 할 수 있다.
따라서, 상술한 본 발명에 따르면, 반도체 제조공정에서 사용되는 이온주입 설비의 전력공급장치 내부에서 신호의 전달 수단을 공기관에서 광을 이용한 센서로 대체함으로써 장비의 유지 및 보수의 어려움을 해결할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 이온주입 설비의 전력공급장치 및 전력공급장치 내부에서 신호 전달 방법을 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명 *
10: 메인 파워부, 20: 터미널 파워부,
30: 그라운드 파워부, 40: 터미널 파워부 절연대,
50: 3접점 릴레이 60: 발광 센서,
70: 수광센서, 80: 도어 인터락 스위치
90: 릴레이 100: 푸시버튼.

Claims (13)

  1. 메인 파워부(main power)와, 터미널 파워부(terminal power)와, 그라운드 파워부(Ground power)를 포함하여 구성되는 이온주입 설비의 전력공급장치의 신호 전달 방법에 있어서,
    상기 메인 파워부, 터미널 파워부와, 그라운드 파워부는 광센서를 구비하고,
    상기 광센서를 이용하여 신호를 서로 수신 또는 송신하는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치 내의 신호 전달 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광센서는 발광센서와 수광센서로 이루어진 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치 내의 신호 전달 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수광센서는 3접점 릴레이(relay)를 포함하여 구성된 것을 사용하는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치 내의 신호 전달 방법.
  4. 발광센서, 수광센서 및 이를 연결하는 회로를 포함하는 메인 파워부;
    도어 인터락(door interlock) 스위치, 발광센서 및 이를 연결하는 회로를 포함하는 그라운드 파워부; 및
    상기 메인 파워부 및 그라운드 파워부와 절연이 되는 절연체로 지지되면서 광신호를 서로 송수신하도록 구성되고, 발광센서와 수광센서와 이를 연결하는 회로를 포함하는 터미널 파워부를 구비하는 것을 특징으로 이온주입 설비의 전력공급장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 메인 파워부의 수광센서와 발광센서는 회로의 있는 푸시버튼(push button) 스위치에 의하여 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 푸시버튼 스위치는 한번 신호를 주면 수신된 신호를 계속 유지하는 래치회로를 포함하는 것을 특징으로 이온주입 설비의 전력공급장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 모든 수광센서는 3접점 릴레이를 포함하는 센서인 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 터미널 파워부는 제1 수광센서 및 제2 수광센서를 갖는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 수광센서는 메인 파워부로부터의 신호를 수신할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 수광센서는 그라운드 파워부로부터의 신호를 수신할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온 주입 설비의 전력공급장치.
  11. 제4항 또는 제8항에 있어서, 상기 메인 파워부의 수광센서와, 터미널 파워부의 제2 수광센서는 독립된 전원을 갖는 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 터미널 파워부의 절연체는 사기(ceramic)를 사용한 애자인 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
  13. 제4항에 있어서, 상기 메인 파워부, 터미널 파워부 및 그라운드 파워부의 광센서는 외부로 돌출 되어 광을 서로 송신 및 수신할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이온주입 설비의 전력공급장치.
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